[论文解读] Deep Optical Imaging of the COSMOS Field with Hyper Suprime-Cam Using Data from the Subaru Strategic Program and the University of Hawaii

Masayuki Tanaka, G. Hasinger+19 more|arXiv (Cornell University)|Jun 2, 2017

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 8被引用 9

一句话总结

本论文展示了迄今为止对COSMOS场最深的光学成像，结合HSC昴山战略计划与夏威夷大学HEROES调查的数据，生成了覆盖整个2平方度COSMOS场的共合图像，达到5σ深度：g=27.8, r=27.7, i=27.6, z=26.8, y=26.2 mag（点源），具备亚角秒级视宁度，以及高光度测量（2%）和天体测量（30 mas）精度，数据已通过HSC数据门户公开发布。

ABSTRACT

We present the deepest optical images of the COSMOS field based on a joint dataset taken with Hyper Suprime-Cam (HSC) by the HSC Subaru Strategic Program (SSP) team and the University of Hawaii (UH). The COSMOS field is one of the key extragalactic fields with a wealth of deep, multi-wavelength data. However, the current optical data are not sufficiently deep to match with, e.g., the UltraVista data in the near-infrared. The SSP team and UH have joined forces to produce very deep optical images of the COSMOS field by combining data from both teams. The coadd images reach depths of g=27.8, r=27.7, i=27.6, z=26.8, and y=26.2 mag at 5 sigma for point sources based on flux uncertainties quoted by the pipeline and they cover essentially the entire COSMOS 2 square degree field. The seeing is between 0.6 and 0.9 arcsec on the coadds. We perform several quality checks and confirm that the data are of science quality; ~2% photometry and 30 mas astrometry. This accuracy is identical to the Public Data Release 1 from HSC-SSP. We make the joint dataset including fully calibrated catalogs of detected objects available to the community at https://hsc-release.mtk.nao.ac.jp/.

研究动机与目标

• 生成COSMOS场尽可能深的光学成像，该区域是拥有丰富多波段数据的关键河外巡天区域。
• 克服现有光学数据深度不足的问题，使其无法与UltraVista等深度近红外巡天相匹配。
• 结合HSC昴山战略计划与夏威夷大学HEROES调查的数据，以提升深度与覆盖范围。
• 提供科学上可靠、公开可访问的数据集，具备高光度测量与天体测量精度。
• 支持未来对星系演化、黑洞增长及大尺度结构在高红移（z ~ 6）的研究。

提出的方法

• 在COSMOS 2平方度区域内，整合HSC昴山战略计划（SSP）与夏威夷大学HEROES调查的共合图像数据。
• 应用共合处理流程，生成具有统一质量、均一光度零点（27.0 mag/ADU）的高质量图像。
• 利用现场数据处理与质量保证系统，确保全场范围内PSF与光度测量的一致性。
• 采用基于标志的筛选方法，移除相邻图像拼图重叠区域内的重复检测与测量失败源。
• 生成面向科学应用的数据产品，包括共合图像、方差图与掩码图，以FITS格式存储，各平面使用独立的HDU。
• 通过HSC-SSP数据发布门户提供公开访问，支持数据库查询、图像裁剪与目录及图像的直接下载。

实验结果

研究问题

• RQ1 利用HSC-SSP与UH数据联合处理，COSMOS场光学成像能达到的最深极限是什么？
• RQ2 联合共合图像的光度与天体测量精度与现有HSC-SSP数据发布相比如何？
• RQ3 SSP与UH数据的结合在多大程度上提升了COSMOS场光学覆盖的深度与均匀性？
• RQ4 该数据集在支持高红移星系与AGN研究方面表现如何，尤其与近红外巡天相比？
• RQ5 科学界应采用何种最优的数据访问与处理工作流，以有效利用该联合数据集？

主要发现

• 联合共合图像在COSMOS全场2平方度范围内，达到5σ点源深度：g=27.8, r=27.7, i=27.6, z=26.8, y=26.2 mag。
• 图像的视宁度FWHM为0.6–0.9角秒，确保了高空间分辨率。
• 点源的光度测量精度为2%，天体测量精度为30 mas，与HSC-SSP公开数据发布1.0版本的精度一致。
• 数据集包含完全校准的源星表，公开发布于 https://hsc-release.mtk.nao.ac.jp，支持数据库查询、图像裁剪与直接下载。
• 共合图像以FITS格式提供，科学面、方差面与掩码面分别使用独立的HDU，支持带孔径修正的精确流量测量。
• 数据发布包含一组推荐的标志筛选，用于移除重叠区域内的重复与测量质量差的源。